Vopseaua pulverizată transformă plăcile ceramice într-o baterie. Foto cu amabilitatea Universității Rice
Până acum o săptămână, relația mea cu bateriile a fost pur prozăică. Sigur, am încărcat bateriile telefonului mobil și laptop-ului în fiecare seară, dar fără mai multă deliberare decât să mă spăl pe dinți sau să trec peste monologul lui Jay Leno.
Apoi a venit Derecho-ul din 2012, iar eu, ca și alte milioane de americani, am pierdut puterea zile care păreau săptămâni. Și eu, ca atâția alții, am cedat isteria cu sucuri, o obsesie pentru pretențiile făcute cu privire la magazinele de lucru din locuri publice - Starbucks, biblioteci, tribune alimentare cu mall-uri - pentru a putea readuce dispozitivele la viață.
Astăzi am din nou putere. De asemenea, am o apreciere mult mai profundă pentru toate lucrurile electrochimice. Pentru că în lumea în care trăim acum, durata de viață a bateriei este o afacere foarte mare, fie că este să ne menținem conectați în fiecare zi, fie cheia viitorului vehiculelor electrice și a energiei regenerabile.
După cum s-a dovedit, săptămâna trecută a fost una importantă pentru baterii. Cu o zi înaintea furtunii care a stârnit Washingtonul, un studiu a fost publicat în Nature Scientific Reports care dezvăluia că o baterie de lucru a fost creată doar prin vopsirea prin pulverizare a unei suprafețe. Așa este, putere din vopsea.
Greu de crezut? Iată cum a făcut-o o echipă de oameni de știință de la Rice University din Texas. Au transformat în lichide cele cinci componente ale unei baterii cu ioni de litiu - un colector de curent pozitiv, un colector de curent negativ, un catod, un anod și un separator - și apoi pulverizat fiecare, în straturi extrem de subțiri, pe o varietate de suprafețe. Au pictat plăci de baie. Au pictat sticlă și oțel inoxidabil. Au pictat film flexibil. Au pictat o cană de bere ceramică. Toți au putut să perceapă o taxă.
Au conectat chiar și plăcile de baie la o celulă solară. Au fost capabili să mențină un afișaj LED - scrise RICE - strălucind timp de șase ore.
Suntem încă departe de a vă putea încărca telefonul inteligent cu o cană de bere, dar acesta ar putea fi un schimbător de jocuri în ceea ce privește deschiderea tuturor tipurilor de moduri noi de stocare a energiei. Și asta ar putea fi un element favorabil energiei solare ca sursă de energie în casele noastre.
După cum spune Neelam Singh, unul dintre cercetătorii de la Rice, „Ați putea transforma casa într-o baterie.”
O revenire a lui Edison?
De asemenea, săptămâna trecută, cercetătorii de la Stanford au anunțat că au dat o nouă viață bateriei de nichel pe care Thomas Edison spera cândva că va alimenta mașinile. În urmă cu aproximativ 100 de ani, Edison era un mare credincios în mașinile electrice. Însă bateriile nu s-au ridicat la treabă, așa că și-a pierdut prietenul Henry Ford și motorul său pe gaz.
Problema cu acele baterii de nichel-fier a fost că acestea erau dureros de încărcate și descărcate. Dar grupul Stanford, folosind nanotehnologia mai degrabă decât amestecând pur și simplu nichel și fier, a reușit să facă bateria să funcționeze de 1.000 de ori mai repede decât vechea versiune. A durat doar două minute pentru a încărca o mică baterie prototip.
Bateriile din fier nichel nu sunt suficient de puternice pentru a alimenta mașinile electrice de astăzi, dar dacă sunt combinate cu modelul de ioni de litiu care este folosit acum, acestea ar putea reduce dramatic timpul necesar pentru încărcarea unui vehicul electric, care durează acum câteva ore. Această configurație ar putea permite, de asemenea, unui vehicul să capteze energia creată atunci când aplicați frânele. Iar rata rapidă de descărcare ar face mai ușoară accelerarea unei mașini.
În același timp, IBM se numără printre mai multe companii care își asumă îngrijorarea îngrozită - teama ca mașina electrică să rămână fără suc în mijlocul nicăieri. Intervalul tipic este acum de 100 de mile pe taxă. Dar IBM își propune să ridice asta la 500 de mile prin rafinarea a ceea ce se numește o baterie de aer cu litiu.
În loc să aibă oxigen încorporat în baterie, modelele de aer cu litiu ar genera energie preluând oxigen din aerul exterior. Acest lucru le-ar face semnificativ mai mici și mai ușoare decât acum sunt utilizate bateriile cu ioni de litiu.
IBM a reușit să facă conceptul să funcționeze într-un laborator. Dar, timpul pentru o verificare a realității. Este posibil să treacă cel puțin încă 10 ani înainte să funcționeze într-o mașină.
Cine știe, până atunci este posibil să îți încarci mașina cu cutia poștală pictată prin pulverizare, ceea ce, fără îndoială, va avea nevoie de un motiv nou pentru a fi.
Se încarcă
Iată știri mai recente despre baterii:
- Tăierea cablului: este doar o chestiune de timp înainte ca proprietarii de vehicule electrice să nu fie nevoiți să conecteze mașinile pentru a se încărca. În schimb, o vor putea face fără fir prin parcarea pe covorașele care fac treaba.
- Puneți asta în bancă: O bancă uriașă de baterii instalate lângă piste a început să economisească mulți bani din sistemul de metrou din Philadelphia. Captează energia creată atunci când trenurile încetinesc la o stație și o pun înapoi pe linie pentru a-i ajuta să accelereze.
- Eu port corpul electric: Doi ingineri de la Universitatea din Carolina de Sud au reușit să transforme un tricou cumpărat de magazin într-o țesătură care ar putea stoca o încărcătură electrică.
- Călătoria lentă către libertate: deținuții de la o închisoare din Brazilia își pot reduce pedepsele cu o zi pentru fiecare 16 ore în care se plimbă cu o bicicletă staționară care încarcă baterii. Pedalarea lor se alimentează cu faruri într-un oraș din apropiere.
- Dând o semnificație nouă termenului „nas de buton”: Și acum dezavantajul boom-ului bateriei: Conform unui studiu publicat în jurnalul Pediatrics, numărul de copii care merg în camerele de urgență după ce înghit acele mici butoane - sau le lipesc în nasurile sau urechile - s-a dublat în ultimii 20 de ani.
Bonus video Iată o mică explozie din trecut, când reclamele TV și-au asumat provocarea de a încerca să facă bateriile amuzante.
Mai multe de la Smithsonian.com:
Prețurile mari ale gazelor vor juca mașinile electrice?
